用于土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是關于電化學實驗裝置的，尤其涉及一種用于土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置。
【背景技術】
[0002]埋于地下的金屬管道常年埋設地下，與土壤之間發(fā)生作用造成管道的外腐蝕，是埋地管道主要的失效的模式之一。電化學測試方法能準確、連續(xù)監(jiān)測金屬在土壤中的腐蝕速度以及表面腐蝕特征，已廣泛用于金屬土壤腐蝕的實驗研究。
[0003]現(xiàn)有金屬土壤腐蝕電化學研究介質(zhì)主要為土壤模擬溶液與實際土壤，土壤模擬溶液是指根據(jù)土壤理化性質(zhì)配置的溶液，由于未考慮實際土壤孔隙度、濕度等其他復雜的土壤環(huán)境因素，其結(jié)果與實際土壤腐蝕相差較大。為了使實驗室檢測結(jié)果與實際金屬土壤腐蝕的相關性較高，一般采用實際土壤作為土壤腐蝕電化學測試介質(zhì)，但由于金屬土壤腐蝕速度緩慢，實驗周期長，實驗過程中土壤水分蒸發(fā)影響實驗結(jié)果，同時定期檢測土壤水分、均勻補水等繁瑣操作限制了電化學方法在土壤介質(zhì)中金屬腐蝕的研究。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的，是克服現(xiàn)有的用于土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置的缺點和不足，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)測試裝置密封、減少定期檢測水分的補水以及補充不均勻、過程中擾動電極等影響腐蝕結(jié)果的繁瑣操作，提供一種簡易便攜、可以移動但并不改變電極反應狀態(tài)的金屬腐蝕電化學實驗裝置。
[0005]本發(fā)明通過如下技術方案予以實現(xiàn)。
[0006]—種用于土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置，包括實驗瓶、電極、密封塞和電極密封孔，其特征在于，所述實驗瓶I的瓶口上設置有外螺紋，瓶口內(nèi)設置有密封塞3 ;在密封塞3的橫向中間位置沿外周設置有邊托4，邊托4的下面、與瓶口的連接處設置有密封圈AS ;通過垂直貫通密封塞3分別設置有工作電極密封孔5、參比電極密封孔6和輔助電極密封孔7，各個電極密封孔于邊托4之上的直徑大于邊托4之下的直徑，呈臺階形狀；上述電極密封孔內(nèi)分別設置有工作電極9、參比電極10和輔助電極11，各個電極與邊托4之下相應的電極密封孔之間為緊密配合；在邊托4之上的電極密封孔內(nèi)還分別設置有密封圈B12、密封圈C13和密封圈D14，各個電極密封孔上端分別設置有密封螺絲A15、密封螺絲B16和密封螺絲C17，各個密封螺絲皆為上下貫通的中空結(jié)構，其通孔直徑大于與之相對應的電極直徑0.1cm ;上述3個密封螺絲與3個電極密封孔均采用螺紋連接；在實驗瓶I的瓶口上設置有開孔旋蓋2，開孔旋蓋2通過螺紋與實驗瓶I相吻合，并將邊托4壓緊，以保證實驗裝置的良好密封；
[0007]所述參比電極10包括鹽橋，鹽橋內(nèi)設置有飽和電解質(zhì)室，飽和電解質(zhì)室內(nèi)的飽和電解質(zhì)為半固體狀態(tài)的飽和電解質(zhì)。
[0008]所述實驗瓶I的直徑為6?12cm，高度為4?1cm,瓶口直徑為3?9cm。
[0009]所述實驗瓶I為玻璃實驗瓶。
[0010]所述工作電極9、參比電極10和輔助電極11的直徑均為0.5?1.0cm。
[0011]所述的密封圈A8、密封圈B12、密封圈C13和密封圈D為橡膠密封圈。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:
[0013](I)可實現(xiàn)電化學測量三電極系統(tǒng)與土壤腐蝕裝置的結(jié)合，使用簡單方便。
[0014](2)可實現(xiàn)裝置主體的密封，電極孔的密封，維持裝置土壤水分不變，實驗過程中免除了補水等繁瑣操作。
[0015](3)由于裝置良好的密封性，避免了溫度對于土壤水分蒸發(fā)的影響，可實現(xiàn)觀測溫度單一因素對金屬土壤腐蝕的影響。
[0016](4)裝置體積小，便攜，可隨意拿放，實現(xiàn)了實驗裝置、實驗環(huán)境的變化，并不改變影響實驗電極的工作狀態(tài)。
[0017](5)可改變金屬土壤腐蝕實驗環(huán)境，用于監(jiān)測實驗溫度變化對金屬土壤腐蝕的影響，由于裝置便攜并可改變實驗位置和環(huán)境，因此可用于加熱裝置、制冷裝置的加熱和制冷。
【附圖說明】
[0018]圖1為土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置的結(jié)構示意圖；
[0019]圖2為土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置的實驗瓶結(jié)構示意圖；
[0020]圖3為土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置的密封塞結(jié)構示意圖；
[0021]圖4為土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置的中孔旋蓋結(jié)構示意圖。
[0022]圖中附圖標記如下:
[0023]I 實驗瓶2 開孔旋蓋
[0024]3---密封塞4---邊托；
[0025]5---工作電極密封孔6---參比電極密封孔
[0026]7---輔助電極密封孔8---密封圈A
[0027]9---工作電極10---參比電極
[0028]11---輔助電極12---密封圈B
[0029]13---密封圈C14---密封圈D
[0030]15---密封螺絲A16---密封螺絲B
[0031]17---密封螺絲C
【具體實施方式】
[0032]下面就結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明的土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置，其實驗瓶I為玻璃實驗瓶(參見圖2)，直徑為6?12cm，高度為4?10cm，瓶口直徑為3?9cm ;實驗瓶I的瓶口上設置有外螺紋，實驗瓶I的瓶口內(nèi)設置有密封塞3 ;在密封塞3的橫向中間位置沿外周設置有邊托4，邊托4的下面、與瓶口的連接處設置有密封圈AS ;通過垂直貫通密封塞3分別設置有工作電極密封孔5、參比電極密封孔6和輔助電極密封孔7，各個電極密封孔于邊托4之上的直徑大于邊托4之下的直徑，呈臺階形狀；上述電極密封孔內(nèi)分別設置有工作電極9、參比電極10和輔助電極11，各個電極的直徑均為0.5?1.0cm，各個電極與邊托4之下相應的電極密封孔之間為緊密配合；在邊托4之上的電極密封孔內(nèi)還分別設置有密封圈B12、密封圈C13和密封圈D14，各個電極密封孔上端分別設置有密封螺絲A15、密封螺絲B16和密封螺絲C17，各個密封螺絲皆為上下貫通的中空結(jié)構，其通孔直徑大于與之相對應的電極直徑0.1cm ;上述3個密封螺絲與3個電極密封孔分別采用螺紋連接；所述的密封圈A8、密封圈B12、密封圈C13和密封圈D14皆為橡膠密封圈。
[0034]所述參比電極10包括鹽橋，鹽橋內(nèi)設置有飽和電解質(zhì)室，飽和電解質(zhì)室內(nèi)的飽和電解質(zhì)為半固體狀態(tài)的飽和電解質(zhì)一飽和硝酸鉀或者飽和氯化鉀。
[0035]實驗中，先將土壤介質(zhì)置于實驗瓶I中，再將工作電極9、參比電極10和輔助電極11按照密封塞3上相應的的工作電極密封孔5、參比電極密封孔6和輔助電極密封孔7的位置置于其中；再將安裝有工作電極、參比電極和輔助電極的密封塞3置于實驗瓶I的瓶口內(nèi)，并使3種電極插入土壤介質(zhì)中；再將密封螺絲A15、密封螺絲B16和密封螺絲C17置于相應的工作電極密封孔5、參比電極密封孔6和輔助電極密封孔7內(nèi)，旋轉(zhuǎn)密封螺絲，通過螺紋作用，壓緊各密封孔內(nèi)各橡膠密封圈實現(xiàn)電極與電極密封孔的無縫結(jié)合(參見圖3)。在實驗瓶I的瓶口上設置有開孔旋蓋2 (參見圖4)，開孔旋蓋2通過螺紋與實驗瓶I的瓶口相吻合，旋轉(zhuǎn)開孔旋蓋2，將邊托4壓緊，并通過邊托4下方的密封圈8，使密封塞3與實驗瓶I的瓶口無縫結(jié)合，確保實驗裝置的良好密封。
[0036]本發(fā)明用于金屬土壤介質(zhì)中金屬腐蝕電化學測試時的實驗裝置，為金屬腐蝕提供反應場所，待測金屬被加工為工作電極9置于實驗瓶I中，工作電極9即待測金屬與實驗瓶I中土壤接觸便發(fā)生反應造成金屬的腐蝕，金屬被氧化。將工作電極9、參比電極10和輔助電極11與電化學工作站相連接組成三電極系統(tǒng)，工作電極9參比電極10組成回路以監(jiān)測工作電極9腐蝕電位，輔助電極10在整個測試系統(tǒng)中讓電流通過形成回路，可通過電化學工作站對工作電極9進行強極化、弱極化、交流阻抗譜等測試，對金屬的腐蝕速率、腐蝕表觀特征等進行監(jiān)測，以實現(xiàn)對金屬土壤腐蝕規(guī)律的觀測。
【主權項】
1.一種用于土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置，包括實驗瓶、電極、密封塞和電極密封孔，其特征在于，所述實驗瓶(I)的瓶口上設置有外螺紋，瓶口內(nèi)設置有密封塞(3);在密封塞(3)的橫向中間位置沿外周設置有邊托(4)，邊托(4)的下面、與瓶口的連接處設置有密封圈A(S);通過垂直貫通密封塞(3)分別設置有工作電極密封孔(5)、參比電極密封孔(6)和輔助電極密封孔(7)，各個電極密封孔于邊托(4)之上的直徑大于邊托(4)之下的直徑，呈臺階形狀；上述電極密封孔內(nèi)分別設置有工作電極(9)、參比電極(10)和輔助電極(11)，各個電極與邊托(4)之下相應的電極密封孔之間為緊密配合；在邊托(4)之上的電極密封孔內(nèi)還分別設置有密封圈B(12)、密封圈C(13)和密封圈D(14)，各個電極密封孔上端分別設置有密封螺絲A(15)、密封螺絲B(16)和密封螺絲C(17)，各個密封螺絲皆為上下貫通的中空結(jié)構，其通孔直徑大于與之相對應的電極直徑0.1cm ;上述3個密封螺絲與3個電極密封孔均采用螺紋連接；在實驗瓶(I)的瓶口上設置有開孔旋蓋(2)，開孔旋蓋(2)通過螺紋與實驗瓶(I)相吻合，并將邊托(4)壓緊，以保證實驗裝置的良好密封； 所述參比電極(10)包括鹽橋，鹽橋內(nèi)設置有飽和電解質(zhì)室，飽和電解質(zhì)室內(nèi)的飽和電解質(zhì)為半固體狀態(tài)的飽和電解質(zhì)。2.根據(jù)權利要求1所述的用于土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置，其特征在于，所述實驗瓶(I)的直徑為6?12cm，高度為4?10cm，瓶口直徑為3?9cm。3.根據(jù)權利要求1所述的用于土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置，其特征在于，所述實驗瓶(I)為玻璃實驗瓶。4.根據(jù)權利要求1所述的用于土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置，其特征在于，所述工作電極(9)、參比電極(10)和輔助電極(11)的直徑均為0.5?1.0cm。5.根據(jù)權利要求1所述的用于土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置，其特征在于，所述的密封圈A (8)、密封圈B (12)、密封圈C (13)和密封圈D為橡膠密封圈。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于土壤介質(zhì)中的金屬腐蝕電化學實驗裝置，包括實驗瓶、電極、密封塞和電極密封孔，其實驗瓶的瓶口內(nèi)設置有密封塞，在密封塞的橫向中間位置沿外周設置有邊托，邊托的下面、與瓶口的連接處設置有密封圈A；密封塞上還設置有工作電極密封孔、參比電極密封孔和輔助電極密封孔,并與相應電極緊密配合；所述參比電極包括鹽橋，鹽橋內(nèi)的飽和電解質(zhì)為半固體狀態(tài)的飽和電解質(zhì)；在實驗瓶的瓶口上設置有開孔旋蓋，開孔旋蓋通過螺紋與實驗瓶相吻合，并將邊托壓緊，以保證實驗裝置的良好密封。本發(fā)明避免了長期實驗及實驗環(huán)境改變導致土壤水分蒸發(fā)所造成的影響，裝置體積小，便攜，實現(xiàn)了實驗裝置及環(huán)境的變化不影響實驗電極的工作狀態(tài)。
【IPC分類】G01N17/02
【公開號】CN105043970
【申請?zhí)枴緾N201510373981
【發(fā)明人】田一梅, 陳瑛, 郭浩, 劉星飛, 王學彬
【申請人】天津大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月30日